物种在空间异质性的环境中,容易受到不同的选择压力,从而导致局部适应性(local adaptation)的出现。局部适应性的产生是由环境、表型和基因型三方面因素共同作用的结果。近年来的研究发现,局部适应性不仅与遗传变异有关,表观遗传变异在其中也发挥着重要作用。其中,DNA甲基化是目前研究的最清楚,也是最重要的一种表观遗传修饰方式。本论文通过对毛花猕猴桃野生居群全基因组DNA甲基化的研究,探讨DNA甲基化参与局部适应性的可能进化机制,为深入了解植物对环境气候变化的适应性进化机制提供理论参考。毛花猕猴桃(Actinidia eriantha Benth.)是我国特有的猕猴桃属植物,分布范围广,适应性强。本研究中,我们采用亚硫酸氢盐测序技术(bisulfite-sequencing,BS)并结合已测序的毛花猕猴桃基因组,构建了来源地不同的13个毛花猕猴桃单碱基分辨率的甲基化图谱,并对样本进行分组比较。研究发现毛花猕猴桃的全基因组甲基化水平在8%左右;对于不同的序列环境而言,CG背景下甲基化程度最高(25.30%),CHH背景下甲基化程度最低(4.56%),CHG介于两者之间(13.38%)。毛花猕猴桃基因组中,不同功能原件上甲基化水平差距较大,可能与甲基化调节基因表达相关。在对毛花猕猴桃样本分组研究中发现,不同样本间染色体的甲基化模式相似,尽管样本之间甲基化水平不同,但对于染色体的同一位置,甲基化水平变化的幅度基本一致。此外,遗传背景相似、空间距离较近的样本,其基因组甲基化模式也更为接近。此外,对十三个样本进行甲基化鉴定(methylation calling)共得到1176162个单甲基化变体SMVs(single methylation variants)。将每个SMV位点的甲基化数据与5个候选环境因子(bio2:日平均范围(月平均最高温-最低温)、bio4:季节性温度[标准差*100]、bio8:最湿季度平均温度、bio16:最湿润季度降水、bio19:最冷季度降水)进行一元线性回归分析,F-statistic判定显著性。最终得到与每个环境因子显著相关联的SMVs,再将这些SMVs比对到毛花基因组上,发掘相关的基因。结果发现,与每个环境因子锚定的基因都在3000个左右,并且许多基因不仅与一种环境因子相关联。在这些基因中,许多都与植物应对环境变化的应激反应相关,其中一些基因已经被证明与局部适应性有着紧密的联系,如ESK1、MYB4以及WRKY转录因子家族等。此外,GO富集功能分析表明,基因高度富集在催化活性(catalytic activity)、结合(binding)等应激反应过程中。在KEGG富集通路分析中,基因富集数目最多的代谢通路为代谢途径(metabolic pathways)。本研究获得了毛花猕猴桃全基因组单碱基分辨率的甲基化图谱,并发现毛花猕猴桃各居群之间的全基因组DNA甲基化模式存在明显差异。在与环境因子显著关联的基因中,许多基因在植物的局部适应过程中发挥着重要作用,因此我们认为DNA甲基化修饰在一定程度上参与了猕猴桃的局部适应过程。研究结果为猕猴桃属植物的适应性进化提供新证据。